潘偉東，胡孔法

（南京中醫(yī)藥大學(xué)人工智能與信息技術(shù)學(xué)院，江蘇南京 210023）

0 引言

病案首頁是醫(yī)療醫(yī)院統(tǒng)計、臨床研究等重要的統(tǒng)計學(xué)信息數(shù)據(jù)來源［1］，是醫(yī)院診療過程中最重要的內(nèi)容，為醫(yī)院管理、醫(yī)療質(zhì)量評價、績效考核和醫(yī)療決策提供重要依據(jù)［2］，對疾病診療起著關(guān)鍵作用。住院病人的信息收集與整理非常重要［3］。研究表明，秉持客觀、真實的原則，認(rèn)真、詳實地填寫病案首頁，可為疾病的診療提供有效、可靠的參考依據(jù)［4］。在實際操作過程中，受業(yè)務(wù)能力、主客觀等因素影響，病案首頁填寫存在不同程度的質(zhì)量問題，采取積極有效的措施加以改進(jìn)迫在眉睫［5］。

《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)三級公立醫(yī)院績效考核工作的意見》（國辦發(fā)［2019］4 號）指出，要提高病案首頁質(zhì)量，“三級公立醫(yī)院要加強(qiáng)以電子病歷為核心的醫(yī)院信息化建設(shè)，按照國家統(tǒng)一規(guī)定規(guī)范填寫病案首頁，加強(qiáng)臨床數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化管理。各地要加強(qiáng)病案首頁質(zhì)量控制和上傳病案首頁數(shù)據(jù)質(zhì)量管理，確?？己藬?shù)據(jù)客觀真實。”

目前，信息技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)展迅猛，醫(yī)院信息化建設(shè)日趨完善，借助信息技術(shù)有利于加強(qiáng)醫(yī)院信息化建設(shè)，妥善解決病案首頁數(shù)據(jù)質(zhì)量管理控制問題［6-7］。趙慧智等［8］以某省住院病案首頁質(zhì)量現(xiàn)狀為例提出以信息化手段探索評價住院病案首頁質(zhì)量的方法；陳瓊等［9］提出要加強(qiáng)醫(yī)院信息化建設(shè)以提升病案首頁質(zhì)量；鐘慧翔等［10］利用SQL 查詢語句精準(zhǔn)查詢數(shù)據(jù)，對住院病案首頁數(shù)據(jù)的邏輯正確性和規(guī)范完整性進(jìn)行質(zhì)控，提高病案首頁質(zhì)量控制精準(zhǔn)性與高效性。以上研究借助信息技術(shù)探索了住院病案首頁質(zhì)控方法，但在數(shù)據(jù)校驗過程中仍需要大量人力。

本文系統(tǒng)整理病案首頁患者信息校驗規(guī)則，基于SpringBoot、SpringMVC、MyBatis、Shiro 等技術(shù)，設(shè)計并實現(xiàn)住院病案首頁患者基本信息質(zhì)控系統(tǒng)。系統(tǒng)校驗包括實時校驗與數(shù)據(jù)庫級別校驗。實時校驗以SpringMVC 表單校驗為主要方式，同時輔以級聯(lián)、邏輯校驗等方法對用戶實施錄入與導(dǎo)入病案信息進(jìn)行校驗；數(shù)據(jù)庫級別校驗主要運(yùn)用于數(shù)據(jù)儲存至數(shù)據(jù)庫階段，將已制定的校驗規(guī)則設(shè)置為數(shù)據(jù)屬性取值范圍與關(guān)聯(lián)關(guān)系等，在數(shù)據(jù)存儲過程中對數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗。經(jīng)過系統(tǒng)校驗，可有效提高住院病案首頁患者基本信息的數(shù)據(jù)質(zhì)量，為醫(yī)療研究工作提供可靠、有效的數(shù)據(jù)，初步實現(xiàn)住院病案首頁患者基本信息質(zhì)量控制自動化。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 SpringBoot

SpringBoot 繼承了Spring 框架原有的特性，將常用的Spring、SpringMVC、data-jpa 等常用框架封裝到一起，隱藏了這些框架的整合細(xì)節(jié)，實現(xiàn)高效開發(fā)，并且通過集成大量的框架解決依賴包版本沖突、不穩(wěn)定等問題［11-12］。

1.2 SpringMVC

SpringMVC 框架是典型的MVC 架構(gòu)，它圍繞Servlet 設(shè)計，將請求發(fā)給控制器，然后通過模型對象、分派器來展示請求結(jié)果視圖［13］。其中核心類是DispatcherServlet［14］，它是一個Servlet，頂層是Servlet 接口。

1.3 MyBatis

MyBatis 是一款開源的基于Java 的數(shù)據(jù)持久層框架［15］，支持自定義SQL、存儲過程以及高級映射。MyBatis免除了幾乎所有的JDBC 代碼以及設(shè)置參數(shù)和獲取結(jié)果集的工作［16］。MyBatis 能夠通過簡單的XML 或注解來配置和映射原始類型、接口和Java POJO（Plain Old Java Objects，普通老式Java 對象）為數(shù)據(jù)庫中的記錄［17-18］。

1.4 Shiro

Shiro 是當(dāng)下最常見且易用的Java 安全框架，主要用于執(zhí)行身份驗證、授權(quán)、密碼和會話管理等操作［19］。Shiro 有3個核心組件：Subject、SecurityManager 和Realms［20］。

Subject 即當(dāng)前與系統(tǒng)交互的任何事物，SecurityMan?ager 管理Shiro 的安全操作，Realm 用于認(rèn)證和授權(quán)，封裝了數(shù)據(jù)源的連接細(xì)節(jié)并在需要時提供給Shiro，配置Shiro 時至少需要指定一個Realm［21］。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 需求分析

住院病案首頁患者基本信息質(zhì)控系統(tǒng)旨在通過校驗患者基本信息得到規(guī)范、完整的住院病案首頁數(shù)據(jù)，以提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，便于醫(yī)療人員及科研人員分析使用。其中，制定患者基本信息校驗規(guī)則是系統(tǒng)核心需求。此外，在開發(fā)過程中還應(yīng)遵循簡潔、易用、安全、穩(wěn)定的原則，以保證系統(tǒng)用戶體驗、安全性等非功能性需求得到滿足［22］。

以住院病案首頁填寫規(guī)范為準(zhǔn)則，結(jié)合實際填寫情況，制定患者基本信息校驗規(guī)則?；颊呋拘畔⑿ｒ炓?guī)則分為基本校驗和邏輯校驗兩大類。

基本信息校驗指對住院病案首頁中常規(guī)項目填寫規(guī)范校驗，如姓名、出生日期、年齡、國籍、新生兒出生體重、新生兒入院體重、出生地、籍貫、民族、身份證號碼、郵編等數(shù)據(jù)項。具體規(guī)則如表1 所示。

Table 1 Basic verification rules of patient information表1 患者信息基本校驗規(guī)則

患者基本信息邏輯校驗指通過各個不同的數(shù)據(jù)項之間存在的邏輯關(guān)系對數(shù)據(jù)項本身進(jìn)行校驗。具體校驗規(guī)則如表2 所示。

Table 2 Logical verification rules of patient information表2 患者信息邏輯校驗規(guī)則

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

本文基于B/S 架構(gòu)采用MVC 設(shè)計模式構(gòu)建住院病案首頁患者基本信息質(zhì)控系統(tǒng)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1 所示。

Fig.1 Quality control system architecture of basic patient information on the first page of inpatient medical record圖1 住院病案首頁患者基本信息質(zhì)控系統(tǒng)架構(gòu)

其中，視圖層負(fù)責(zé)用戶與系統(tǒng)交互和界面展示，如系統(tǒng)的實時校驗界面、數(shù)據(jù)庫級別校驗反饋界面、校驗報告界面等?？刂茖迂?fù)責(zé)用戶請求與業(yè)務(wù)邏輯交互。模型層負(fù)責(zé)系統(tǒng)中業(yè)務(wù)邏輯部分，本系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)病案數(shù)據(jù)導(dǎo)入、患者基本信息校驗、用戶與權(quán)限管理等功能。

2.3 功能模塊設(shè)計

住院病案首頁患者基本信息質(zhì)控系統(tǒng)主要包括患者基本信息校驗?zāi)K、病案數(shù)據(jù)接口模塊以及用戶與權(quán)限管理模塊，如圖2 所示。

Fig.2 Overall functional design of the quality control system for basic patient information on the first page of inpatient medical records圖2 住院病案首頁患者基本信息質(zhì)控系統(tǒng)整體功能設(shè)計

2.3.1 用戶與權(quán)限管理模塊

醫(yī)療信息的社會關(guān)注度較高，同時具有高度的隱私性，用戶使用本系統(tǒng)時需要通過登錄識別用戶權(quán)限方能正常使用。用戶與權(quán)限管理模塊分為用戶管理與權(quán)限管理兩個模塊。

用戶管理主要是由系統(tǒng)管理員對新注冊用戶的資格審核和對已有用戶的賬號、密碼、個人描述、權(quán)限等信息管理。

權(quán)限管理主要是分配相應(yīng)的權(quán)限給不同用戶［23］，系統(tǒng)用戶分為3 個角色，包括填報用戶、科研用戶和系統(tǒng)管理員。填報用戶具有系統(tǒng)中錄入病案數(shù)據(jù)以及使用數(shù)據(jù)庫級別校驗和生成校驗報告等功能；科研人員具有查詢病案數(shù)據(jù)信息權(quán)限；系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)用戶管理權(quán)限。

2.3.2 病案數(shù)據(jù)接口模塊

在中醫(yī)住院病案首頁患者基本信息質(zhì)控系統(tǒng)中，病案首頁數(shù)據(jù)經(jīng)病案錄入流程存入數(shù)據(jù)庫。用戶在使用住院病案首頁患者基本信息質(zhì)控系統(tǒng)時，能夠直接將獲取到的住院病案首頁dbf 文件上傳至系統(tǒng)進(jìn)行解析，隨后系統(tǒng)自動校驗住院病案首頁質(zhì)量。

2.3.3 患者基本信息校驗?zāi)K

患者基本信息校驗?zāi)K分為實時校驗、數(shù)據(jù)庫級別校驗和生成校驗報告3 個部分。

實時校驗即在登錄住院病案首頁患者基本信息質(zhì)控系統(tǒng)填報病案信息時，系統(tǒng)根據(jù)已制定的校驗規(guī)則校驗實時填報的內(nèi)容并在前端頁面上及時給予反饋，以此提高病案填寫質(zhì)量。

數(shù)據(jù)庫級別校驗即抽取數(shù)據(jù)庫中住院病案首頁數(shù)據(jù)，根據(jù)已制定的校驗規(guī)則對抽取出的內(nèi)容進(jìn)行校驗。一方面預(yù)防用戶繞過瀏覽器前端頁面的實時校驗；另一方面由于當(dāng)下各個住院病案首頁填報系統(tǒng)并不相同，所收集到的數(shù)據(jù)質(zhì)控程度也不同。

生成校驗報告即在住院病案首頁患者基本信息質(zhì)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫級別校驗后自動生成詳細(xì)的校驗報告。報告內(nèi)容包括系統(tǒng)對每條數(shù)據(jù)校驗后得出的漏填、錯填和不規(guī)范情況，系統(tǒng)根據(jù)已制定的校驗規(guī)則生成正確、規(guī)范的填寫內(nèi)容，供病案上報人員查漏補(bǔ)缺。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)UI

住院病案首頁患者基本信息質(zhì)控系統(tǒng)的UI 基于Boot?Strap4 前端框架設(shè)計，該框架提供了各種CSS 樣式、數(shù)十種Web 組件以及JavaScript 插件，用戶可以自由靈活地調(diào)用BootStrap中的內(nèi)置樣式［24］。BootStrap4 采用12列布局方式，具有極高的兼容性，能夠根據(jù)不同尺寸的屏幕調(diào)整布局進(jìn)行適配［25］。本文在系統(tǒng)中配置BootStrap4 的相關(guān)文件并添加到相應(yīng)的前端頁面，達(dá)到對前端頁面渲染的效果。

3.2 用戶與權(quán)限管理

用戶與權(quán)限管理主要由Shiro 技術(shù)實現(xiàn)。

使用Shiro 采用基于角色的訪問控制理念，在數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建用戶、角色、權(quán)限3 張基礎(chǔ)表，以及建立用戶與角色多對多關(guān)系、角色與權(quán)限多對多關(guān)系的2 張中間表，以此作為分配、控制用戶的權(quán)限信息。Shiro 向Realm 提供用戶的賬號和密碼，由Realm尋找用戶的權(quán)限信息并進(jìn)行認(rèn)證和授權(quán)。

3.3 病案數(shù)據(jù)接口

導(dǎo)入病案數(shù)據(jù)dbf 文件，首先需要通過MyBatis 持久層框架對數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取。在程序中構(gòu)建病案首頁數(shù)據(jù)的實體類，將實體類作為程序和數(shù)據(jù)庫交互的接口，由MyBatis將用戶傳入的參數(shù)作為SQL 查詢語句的篩選條件，查詢出相應(yīng)的病案首頁數(shù)據(jù)，并將其導(dǎo)出為dbf 文件待使用；然后將獲取到的病案首頁dbf 文件上傳至住院病案首頁患者基本信息質(zhì)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，再通過MyBatis 操作數(shù)據(jù)庫獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制。

3.4 患者基本信息校驗

患者基本信息校驗主要分為實時校驗、數(shù)據(jù)庫級別校驗、生成校驗報告3 個部分。

（1）實時校驗與數(shù)據(jù)庫級別校驗。實時校驗在前端頁面通過SpringMVC 的表單驗證完成。使用SpringMVC 的注解方式對需要校驗的數(shù)據(jù)項編寫校驗規(guī)則并配置驗證器，在前端頁面輸入數(shù)據(jù)時調(diào)用注解方式編寫的校驗規(guī)則即可在前端頁面進(jìn)行實時校驗。

數(shù)據(jù)庫級別校驗主要根據(jù)基本信息校驗規(guī)則通過數(shù)據(jù)表設(shè)計級聯(lián)關(guān)系、字段檢查，增加數(shù)據(jù)約束，實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲校驗。

（2）生成校驗報告。校驗完成后，針對每條數(shù)據(jù)得出的整份文件存在的漏填、錯填和不規(guī)范情況進(jìn)行統(tǒng)計，在前端頁面利用Echarts 的前端作圖工具生成統(tǒng)計展示。另外，通過前端頁面的高亮方式標(biāo)記漏填、錯填和不規(guī)范的數(shù)據(jù)項，并根據(jù)校驗規(guī)則補(bǔ)全漏填的數(shù)據(jù)項、生成規(guī)范的數(shù)據(jù)項形成修改意見，以便病案首頁數(shù)據(jù)后續(xù)的修正工作，提高病案首頁數(shù)據(jù)質(zhì)量。

3.5 系統(tǒng)測試

住院病案首頁患者基本信息質(zhì)控系統(tǒng)開發(fā)完成后，利用白盒測試和黑盒測試方法對系統(tǒng)進(jìn)行測試，測試環(huán)境如下：

服務(wù)器配置：操作系統(tǒng)CentOS 7；處理器Inte（lR）Xeon（R）CPU E5-2620 0 @2.00GHz；內(nèi)存32GB；軟件環(huán)境JDK 8、Tomcat 7；數(shù)據(jù)庫MySQL 5.7。

客戶端配置：操作系統(tǒng)Windows 10；處理器Intel（R）Core（TM）i7-4790 CPU@ 3.60GHz；內(nèi)存8GB；谷歌瀏覽器。

利用白盒測試方法首先根據(jù)源代碼繪制程序流程圖，然后根據(jù)流程圖分析系統(tǒng)的代碼結(jié)構(gòu)。在確認(rèn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無誤之后，利用黑盒測試方法，設(shè)計測試用例對系統(tǒng)主要功能進(jìn)行多次測試。測試項目如表3 所示。

Table 3 Test items and results表3 測試項目及結(jié)果

實際測試中，單用戶登錄系統(tǒng)響應(yīng)時間小于3s；前端頁面實時錄入、校驗以及校驗反饋的提示內(nèi)容無明顯延遲；單用戶退出系統(tǒng)響應(yīng)時間小于1s。測試結(jié)果表明，住院病案首頁患者基本信息質(zhì)控系統(tǒng)初步實現(xiàn)對住院病案首頁的自動化校驗，能夠有效提升住院病案首頁質(zhì)量。

4 結(jié)語

本文在深入研究住院病案首頁數(shù)據(jù)情況后，整合了患者基本信息校驗規(guī)則，設(shè)計并開發(fā)了住院病案首頁患者基本信息質(zhì)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠輔助填報人員更規(guī)范地填寫與整理病案，對采集的病案首頁數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗；生成校驗報告，對后續(xù)病案首頁數(shù)據(jù)規(guī)范填報提供幫助，有利于提高病案首頁數(shù)據(jù)質(zhì)量。但系統(tǒng)還存在不足，如僅根據(jù)已知的邏輯規(guī)則對住院病案首頁數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗，校驗內(nèi)容較為簡單，對住院病案首頁潛在的、復(fù)雜的校驗規(guī)則無法進(jìn)行有效校驗。后續(xù)將利用數(shù)據(jù)挖掘方法設(shè)計住院病案首頁質(zhì)控規(guī)則發(fā)現(xiàn)算法，探索住院病案首頁中蘊(yùn)含的潛在質(zhì)量控制規(guī)則，完善住院病案首頁質(zhì)量控制規(guī)則，改善質(zhì)量控制效果。